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Journal of Cleaner Production:研究员从苹果渣中提取生物材料,为组织再生制造3D基质

2017-4-11 作者:天工社   来源:中国生物技术网 我要评论0
Tags: 苹果渣  3D基质  
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不可否认的是,3D 打印技术一直在对医疗领域中的组织和骨再生产生着积极影响。现在,马德里理工大学生物医学技术中心(CTB-UPM)正在与马德里材料科学研究所(ICMM-CSIC)及来自西班牙科学研究委员会的催化与石油化学研究所(ICP-CSIC)合作,用榨汁后的苹果渣来制造生物材料,以再生骨头和软骨组织。

生物材料充当组织再生的 3D 基质,对关节炎、骨质疏松症、骨关节炎等与年纪相关、需要再生医学的疾病非常重要。

那么,为什么苹果渣呢?这种原料是苹果榨油或榨汁后的固体遗留物,含有茎、种子、果肉和果皮,产量丰富——2015 年世界苹果产量超过了 7000 万吨。大约 75%的苹果被转化为果汁,剩余的果渣含有约 20-30%的干物质,主要被用来堆肥或用作动物饲料。如果能将产量如此庞大的苹果渣转化成生物材料,废物量将大大降低。

研究人员将他们的最新成果发表在了《Cleaner Production》杂志上。根据这篇文章,这是首次将提取自苹果废物的材料用在硬组织和软组织工程应用中。他们的苹果渣多元化工艺基于生物活性分子(如果胶和抗氧化剂)的“连续提取”,由此产生的生物材料具有适合用于组织工程的质地和孔隙度。

与商业产品相比,从苹果渣中提取的化学品和材料不仅环保,而且竞争力十足。碳水化合物和抗氧化剂的提取占了果渣干重的 2%,这些细胞一旦提取出来就是重要的保健品。提取的果胶占 10%,具有极高的生物相容性,特别是在处理皮肤伤口和制备抗肿瘤药物方面。

此外,提取果胶和抗氧化剂后剩下的苹果渣仍然可被设计成带有适当数量的纹理、组成和结构,这些是生长不同类型的细胞所需要的。在这种情况下的被用来再生骨头和软骨组织的生物材料,软骨细胞和成骨细胞都有用到,二者与软骨和骨组织再生有关,因为如前文所提到的那样,生物材料是组织再生的 3D 基质。

由于在此次研究中发现了新材料,研究人员正在努力开发新的技术应用,其中 3D 打印技术可被用来构建定制的生物材料。继续这项研究以及将苹果渣转变成有价值的最终产品有明显的经济激励,例如,此项研究中的生物材料废物每吨不足 100 欧元,而目前市场上具有类似应用的其他产品每克就可以超过 100 欧元。

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